Một phần ba bề mặt sao Hỏa từng là đại dương

Một đại dương to lớn có lẽ đã từng bao phủ một phần ba bề mặt của sao Hỏa, cách nay chừng 3,5 tỉ năm trước, theo một nghiên cứu mới thực hiện bởi các nhà khoa học ở Đại học Colorado, Boulder (CU-Boulder).

alt

Đây là minh họa sao Hỏa trông ra sao cách nay chừng 3,5 tỉ năm trước, khi một đại dương có lẽ đã từng bao phủ một phần ba bề mặt của hành tinh. (Ảnh: Đại học Colorado)

Nghiên cứu CU-Boulder là nghiên cứu đầu tiên kết hợp phân tích các đặc điểm có liên quan đến nước bao gồm tỉ lệ trầm tích đồng bằng và hàng nghìn thung lũng sông để kiểm tra sự xuất hiện của một đại dương được duy trì bởi một thủy quyển toàn cầu trên sao Hỏa thời sơ khai. Trong khi quan điểm về một đại dương lớn thời cổ đại trên sao Hỏa đã từng được đề xuất nhiều lần và đã thách thức trong hơn hai thập niên qua, nhưng nghiên cứu mới trên cung cấp thêm sự hậu thuẫn cho ý tưởng về một đại dương được duy trì liên tục trên Hành tinh Đỏ trong kỉ Noachian cách đây hơn 3 tỉ năm trước, theo phát biểu của nhà nghiên cứu CU-Boulder, Gaetano Di Achille, tác giả đứng đầu nghiên cứu trẻn.

Một bài báo về đề tài trên của tác giả Di Achille và phó giáo sư CU-Boulder, Brian Hynekm, thuộc Các khoa học Trái đất, đăng trên tạp chí Nature Geoscience, số ra ngày 13 tháng 6. Cả Di Achille và Hynek đều là hội viên của Phòng thí nghiệm Vật lí Khí quyển và Vũ trụ thuộc trường CU-Boulder.

Hơn phân nửa trong số 52 trầm tích sông đồng bằng được các nhà nghiên cứu CU nhận ra trong nghiên cứu mới trên – mỗi một trong số đó được cung cấp bởi vô số thung lũng sông – có khả năng đánh dấu các ranh giới của đại dương đã được đề xuất, vì tất cả đều có cùng độ cao. 29 trong số 52 đồng bằng hoặc có liên quan với đại dương sao Hỏa cổ đại trên, hoặc với bảng nước ngầm đại dương và một vài hồ nước lớn, liền kề, Di Achille nói.

Nghiên cứu trên là nghiên cứu đầu tiên tích hợp nhiều bộ dữ liệu của mạng lưới đồng bằng, thung lũng và địa hình từ một vài sứ mệnh đang bay trên quỹ đạo Hỏa tinh của NASA và Cơ quan Vũ trụ NASA tính từ năm 2001, Hynek nói. Nghiên cứu trên gợi ý rằng sao Hỏa thời cổ đại có khả năng từng có một chu trình thủy địa toàn cầu kiểu Trái đất, bao gồm sự lắng động, bay hơi, tạo mây, và tích tụ băng và nước ngầm, Hynek nói.

Di Achille và Hynek sử dụng một hệ thông tin địa lí, hay GIS, để lập bản đồ địa hình sao Hỏa và kết luận rằng đại dương ấy có lé đã từng bao phủ khoảng 36% hành tinh trên và chứa chừng 124 triệu km khối nước. Lượng nước có trong đại dương cổ ấy sẽ tương đương với một lớp sâu khoảng 550 mét trải ra trên toàn bộ hành tinh trên.

Thể tích của đại dương sao Hỏa thời cổ sẽ nhỏ hơn khoảng 10 lần so với thể tích của các đại dương trên Trái đất ngày nay, Hynek nói. Sao Hỏa hơi lớn hơn phân nửa Trái đất một chút.

Độ cao trung bình của các đồng bằng tại bờ rìa của đại dương như đề xuất khớp với nhau trên toàn bộ hành tinh, Di Achille nói. Ngoài ra, các hồ nước lớn thời cổ dốc lên từ đại dương sao Hỏa cổ có khả năng hình thành bên trogn những miệng hố va chạm thiên thạch và sẽ được lấp đầy bởi sự vận chuyển nước ngầm giữa các hồ và đại dương cổ, theo các nhà nghiên cứu trên cho biết.

Một nghiên cứu thứ hai do Hynek đứng đầu và có sự tham gia của nhà nghiên cứu CU-Boulder, Michael Beach, và nghiên cứu sinh tiến sĩ CU-Boulder, Monica Hoke, đang được công bố trên tạp chí Journal of Geophysical Research – Planets – một ấn phẩm của Hội Địa vật lí Hoa Kì – phát hiện ra chừng 40.000 thung lũng sông trên sao Hỏa. Con số đó gấp khoảng bốn lần so với số lượng thung lũng sông mà các nhà khoa học từng nhận ra trước đây.

Các thung lũng sông là nguồn trầm tích mang bởi các dòng sông xuôi chảy và bồi tụ thành những đồng bằng liền kề với đại dương đã đề xuất, Hynek nói. “Sự dồi dào của những thung lũng sông này cần có một lượng lớn sự lắng đọng”, ông nói. Điều này ví như việc cạy nắp quan tài cho sự có mặt của những cơn mưa trước đay trên sao Hỏa. Một đại dương có lẽ là cần thiết cho một sự lắng đọng liên tục như vậy.

“Những kết quả này cùng nhau ủng hộ cho các lí thuyết hiện nay về quy mô và thời gian hình thành của một đại dương cổ trên sao Hỏa và gợi ý các điều kiện thời tiết bề mặt trong thời gian đó có khả năng cho phép sự xuất hiện của một thủy quyển toàn cầu và hoạt động hợp nhất với các mạng lưới thung lũng, đồng bằng và một đại dương khổng lồ là những thành phần chính của một chu trình thủy động kiểu Trái đất, Di Achille và Hynek viết như vậy trên tạp chí Nature Geoscience.

“Một trong những câu hỏi chính chúng tôi muốn trả lời là toàn bộ lượng nước trên sao Hỏa đã đi đâu rồi”, Di Achille nói. Ông cho biết các sứ mệnh sao Hỏa trong tương lai – trong đó có sứ mệnh Sự tiến triển Khí quyển và Bay hơi trên sao Hỏa trị giá 485 triệu USD của NASA và dự tính phóng lên vào năm 2013 – sẽ giúp trả lời những câu hỏi như vậy và cung cấp kiến thức mới về lịch sử của nước trên sao Hỏa.

Các đồng băng sông ngòi trên sao Hỏa gây hứng thú cao độ với các nhà hành tinh học vì các đồng bằng trên Trái đất chôn vùi nhanh chóng carbon hữu cơ và các dấu hiệu sinh học khác của sự sống và là một mục tiêu hàng đầu cho sự thám hiểm trong tương lai. Đa số các nhà sinh vật học vũ trụ tin rằng mọi dấu hiệu có mặt của sự sống trên sao Hỏa sẽ được phát hiện ra dưới dạng các vi sinh vật sống ngầm dưới lòng đất.

“Trên Trái đất, các đồng bằng và ao hồ là những nơi thu gom và bảo tồn các dấu hiệu của sự sống thời quá khứ”, Di Achille nói. “Nếu sự sống từng phát sinh trên sao Hỏa, thì các đồng bằng có lẽ là chìa khóa quan trọng để hé lộ quá khứ sinh học của Hành tinh Đỏ”.

Hynek cho biết các đại dương tồn tại lâu dài có thể cung cấp môi trường cho sự sống vi sinh trên sao Hỏa.